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활성탄에서의 아세트산 흡착거동 연구
Adsorption Equilibria of Acetic Acid on Activated Carbon 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.53 no.1, 2015년, pp.127 - 130  

박경목 (한양대학교 화학공학과) ,  남희근 (한양대학교 화학공학과) ,  문성용 (한양대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서는 활성탄을 흡착제로 사용하여 아세트산의 흡착 평형 실험을 313.15, 323.15 K에서 수행하였다. 아세트산의 흡착평형 데이터를 Langmuir, Bi-Langmuir, Freundlich model로부터의 계산 결과와 비교하였다. 이 과정에서 각 model 내 isotherm parameter는 실험값과 계산값의 차이의 제곱의 합을 최소화하는 방식으로 결정하였다. 비교 결과 활성탄상에서의 아세트산의 흡착평형 데이터를 가장 잘 설명해주는 model은 Bi-Langmuir model이었음을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the adsorption equilibria of acetic acid on activated carbon were investigated at the temperatures of 313.15 K and 323.15 K. The obtained adsorption data were then fitted by Langmuir, Bi-Langmuir, and Freundlich models, in which the relevant model parameters were determined by minimiz...

주제어

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문제 정의

  •  본 연구에서는 이전의 흡착제들보다 가격이 비교적 저렴한 것으로 알려진 활성탄을 이용한 아세트산 분리 및 회수 가능성을 파악해보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
흡착제의 선정에 고려사항이 될 수 있는 것들은?  이러한 유기산들의 생산 비용 상당 부분은 분리 및 회수 공정에 있기 때문에 이 부분의 효율 향상을 위한 흡착제의 선정이 중요하다 [1]. 이와 같은 흡착제의 선정은 분리시키고자 하는 물질에 대한 선택도 뿐만 아니라 흡착제 구입 가격 또한 중요한 고려 사항이 될 수 있다. 이와 같은 관심사를 다루기 위해 본 연구에서는 비교적 가격이 저렴한 것으로 알려진 활성탄을 이용하여 아세트산을 효과적으로 흡착 시켜 분리 및 회수하는 공정 개발에 필요한 흡착 평형 데이터와 관련 파라미터 등의 측정을 수행할 것이다.
과거 연구된 아세트산을 분리 및 회수하는 공정의 장점은? 아세트산을 분리 및 회수하는 공정은 과거 문헌에서도 여러 차례 보고된 바 있다[1,2]. 주목할 만한 과거의 아세트산 분리 사례는 ion- exclusion resin 또는 PVP 흡착제를 이용한 아세트산 분리였다[1, 2]. 이 두 경우 모두 아세트산 분리에 효과적인 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이전의 흡착제들보다 가격이 비교적 저렴한 것으로 알려진 활성탄을 이용한 아세트산 분리 및 회수 가능성을 파악해보고자 하였다.
유기산의 화학적 부가가치가 높은 이유는? 다양한 작용기를 가진 유기산들은 여러 유용한 물질들로 변환될수 있기 때문에 화학 산업에서 부가가치가 높은 물질로 알려져 있다. 이러한 유기산들의 생산 비용 상당 부분은 분리 및 회수 공정에 있기 때문에 이 부분의 효율 향상을 위한 흡착제의 선정이 중요하다 [1].
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참고문헌 (18)

  1. Xie, Y., Phelps, D., Lee, C. H., Sedlak, M., Ho, N. and Wang, N. H. L., "Comparison of Two Adsorbents for Sugar Recovery from Biomass Hydrolyzate," Ind. Eng. Chem. Res., 44, 6816-6823(2005). 

  2. Xie, Y., Chin, C. Y., Phelps, D., Lee, C. H., Lee, K. B., Mun, S. and Wang, N. H. L., "A Five-Zone Simulated Moving Bed for the Isolation of Six Sugars from Biomass Hydrolyzate," Ind. Eng. Chem. Res., 44, 9904-9920(2005). 

  3. Lee, J. W., Jung, H. J., Moon, H. and Moon, I. S., "Adsorption Equilibria of Maltooligosaccharides on Activated Carbon," Korean Chem. Eng. Res., 37(6), 890-896(1999). 

  4. Jin, Y., Choi, D. K. and Row K. H., "Adsorption Isotherms of Caffeine on Molecular Imprinted Polymer," Korean J. Chem. Eng., 25(4), 816-818(2008). 

  5. Langmuir, I., "The Constitution and Fundamental Properties of Solids and Liquids" , J. Am. Chem. Soc., 38, 2221-2295(1916). 

  6. Ruthven, D. M., "Principles of Adsorption and Adsorption Processes," John Wiley & Sons., NewYork, 1984. 

  7. Kim, J. K., Abunasser, N., Wankat, P. C., Stawarz, A. and Koo, Y. M., "Thermally Assisted Simulated Moving Bed Systems," Adsorption., 13, 579-584(2005). 

  8. Jin, W. and Wankat, P. C., "Thermal Operation of Four-Zone Simulated Moving Beds," Ind. Eng. Chem. Res., 46, 7208-7220(2007). 

  9. Al-Muhtaseb, S. A., Abu Al-Rub, F. A. and Al Zarooni, M., "Adsorption Eqilibria of Nitrogen, Methane and Ethane on BDH Activated Carbon," J. Chem. Eng. Data., 52, 60-65(2007). 

  10. Graham, D., "The Characterization of Physical Adsorption Systems. I. The Equilibrium Function and Standard Free Energy of Adsorption," J. Phys. Chem., 57, 665-669(1953). 

  11. Jacobson, S., Golshan-Shirazi, S. and Guiochon, G., "Chromatographic Band Profiles and Band Separation of Enantiomers at High Concentration," J. Am. Chem. Soc., 112, 6492-6498(1990). 

  12. Jacobson, S., Golshan-Shirazi, S. and Guiochon, G., "Isotherm Selection for Band Profile Simulations in Preparative Chromatography," AIChE J., 37, 836-844(1991). 

  13. Fornstedt, T., Sajonz, P. and Guiochon, G., "Thermodynamic Study of an Unusual Chiral Separation. Propranolol Enantiomers on an Immobilized Cellulase," J. Am. Chem. Soc., 119, 1254-1264(1997). 

  14. Freundlich, H. M. F., "Over the Adsorption in Solution," Z. Phys. Chem., 57, 385-471(1906). 

  15. R. Sips., "On the Structure of a Catalyst Surface," J. Chem. Phys., 16, 490-495(1948). 

  16. Alzaydien, A. S. and Manasreh, W., "Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies on the Adsorption of Phenol onto Activated Phosphate Rock," Int. J. Phys. Sci., 4, 172-181(2009). 

  17. Mittal, A., Kurup, L. and Mittal, J., "Freundlich and Langmuir Adsorption Isotherms and Kinetics for the Removal of Tartrazine from Aqueous Solutions using Hen Feathers," J. Hazard, Mater., 146, 243-248(2007). 

  18. Gueu, S., Yao, B., Adouby, K. and Ado, G., "Kinetics and Thermodynamics Study of Lead Adsorption onto Activated Carbons from Coconut and Seed Hull of the Palm Tree," Int. J. Environ. Sci. Tech., 4, 11-17(2007). 

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